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一種電機(jī)動子高速直線位移傳感檢測裝置
一種電機(jī)動子高速直線位移傳感檢測裝置
【申請公布號： CN107576295A；申請權(quán)利人： 北京機(jī)械設(shè)備研究所; 發(fā)明設(shè)計人： 李艷明; 李旺; 康杰; 梁曉龍;】
摘要：
本發(fā)明提供了一種電機(jī)動子高速直線位移傳感檢測裝置，包括第一帶輪組(6)、第二帶輪組(7)、同步帶(10)、旋轉(zhuǎn)編碼器(11)；第一帶輪組(6)和第二帶輪組(7)均包括帶輪軸(602)和同步輪(607)；同步帶(10)一端套在第一帶輪組(6)的同步輪(607)上，另一端套在第二帶輪組(7)的同步輪(607)上，中間部分與次級動子(5)固定；旋轉(zhuǎn)編碼器(11)和同步輪(607)均固定于帶輪軸(602)上。該位移傳感檢測裝置結(jié)構(gòu)緊湊，不增加次級動子的慣量，實現(xiàn)了運(yùn)行速度高于15m/s以上的高速直線電機(jī)位移傳感檢測。
主權(quán)項：
一種電機(jī)動子高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，包括第一帶輪組(6)、第二帶輪組(7)、同步帶(10)、旋轉(zhuǎn)編碼器(11)；所述第一帶輪組(6)和第二帶輪組(7)均包括帶輪軸(602)和同步輪(607)；所述同步帶(10)一端套在第一帶輪組(6)的同步輪(607)上，另一端套在第二帶輪組(7)的同步輪(607)上，中間部分與次級動子(5)固定；所述旋轉(zhuǎn)編碼器(11)和同步輪(607)均固定于帶輪軸(602)上。
要求：
1.一種電機(jī)動子高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，包括第一帶輪組(6)、第二帶輪組(7)、同步帶(10)、旋轉(zhuǎn)編碼器(11)；
所述第一帶輪組(6)和第二帶輪組(7)均包括帶輪軸(602)和同步輪(607)；所述同步帶(10)一端套在第一帶輪組(6)的同步輪(607)上，另一端套在第二帶輪組(7)的同步輪(607)上，中間部分與次級動子(5)固定；
所述旋轉(zhuǎn)編碼器(11)和同步輪(607)均固定于帶輪軸(602)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，所述第一帶輪組(6)和第二帶輪組(7)分別可拆卸的固定于電機(jī)的基座前端板(2)和基座后端板(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，所述第一帶輪組(6)和第二帶輪組(7)均包括帶輪座(601)；
所述帶輪座(601)包括底板和兩個固定于底板的相互平行的立板；底板上開有螺栓孔；立板上分別開設(shè)有安裝孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，所述第一帶輪組(6)和第二帶輪組(7)均包括第一軸承(603)和第二軸承(604)；
所述第一軸承(603)和第二軸承(604)分別安裝于帶輪座(601)的立板的安裝孔內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，所述帶輪軸(602)一端安裝于第一軸承(603)內(nèi)，另一端安裝于第二軸承(604)內(nèi)，并伸出第二軸承(604)外；
所述同步輪(607)固定安裝于兩平行立板之間的帶輪軸(602)上，二者之間為過盈配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)編碼器(11)固定安裝于第一帶輪組(6)的帶輪軸(602)伸出第二軸承(604)的一端上，二者之間為過盈配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，次級動子(5)的左端和右端分別有凸起，所述同步帶(10)位于次級動子(5)的表面，由第一壓板(8)、第二壓板(9)緊固在直線電機(jī)次級動子(5)的左端和右端的凸起上。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，所述第一帶輪組(6)和第二帶輪組(7)均包括第一軸承蓋(605)和第二軸承蓋(606)；
所述第一軸承蓋(605)可拆卸的固定于立板上，將第一軸承(603)密封于安裝孔內(nèi)；第二軸承蓋(606)可拆卸的固定于立板上，將第二軸承(604)密封于安裝孔內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，所述第一帶輪組(6)通過帶輪座(601)底板上的螺栓孔螺栓連接固定于直線電機(jī)的基座前端板(2)上；
所述第二帶輪組(7)通過帶輪座(601)底板上的螺栓孔螺栓連接固定于直線電機(jī)的基座后端板(3)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，所述同步輪(607)為齒輪。
一種電機(jī)動子高速直線位移傳感檢測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，尤其是一種電機(jī)動子高速直線位移傳感檢測裝置。
背景技術(shù)
直線電機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動機(jī)械能的動力裝置。由于不需要中間的傳動機(jī)構(gòu)，直線電機(jī)已經(jīng)在軌道交通、工業(yè)控制、數(shù)控機(jī)床等工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。高性能的直線電機(jī)動子位移測量一般均采用帶位置傳感器的閉環(huán)控制方法，位置傳感器為直線電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)提供位置和速度反饋信號。對于長行程、高速度的直線電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)最高運(yùn)行速度高達(dá)數(shù)十米每秒，甚至數(shù)百米每秒，需要通過高可靠性、高分辨率的高速位移檢測系統(tǒng)實現(xiàn)閉環(huán)控制。目前，用于電機(jī)動子位置檢測的傳感器主要有：光電脈沖編碼器、直線光柵尺、感應(yīng)同步器、旋轉(zhuǎn)變壓器以及電渦流傳感器等?，F(xiàn)有的這些直線位移傳感器，這些直線位移傳感器的最大運(yùn)行速度不超過15m/s，在響應(yīng)速度和檢測精度上很難同時滿足這類工作場合的工作需求。而針對高于15m/s運(yùn)行速度的直線電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)，沒有精確的、相應(yīng)迅速的傳感器檢測。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電機(jī)動子高速直線位移傳感檢測裝置，解決電機(jī)動子高速直線運(yùn)動時響應(yīng)速度慢、檢測精度差的問題。
具體的，本發(fā)明提供了一種電機(jī)動子高速直線位移傳感檢測裝置，包括第一帶輪組、第二帶輪組、同步帶、旋轉(zhuǎn)編碼器；
第一帶輪組和第二帶輪組均包括帶輪軸和同步輪；同步帶一端套在第一帶輪組的同步輪上，另一端套在第二帶輪組的同步輪上，中間部分與次級動子固定；
旋轉(zhuǎn)編碼器和同步輪均固定于帶輪軸上。
同步帶隨次級動子共同移動，具有相同的線速度，而同步帶與同步輪和編碼器有相同的角速度，這種結(jié)構(gòu)形式使得次級動子的運(yùn)動形式全部傳送給編碼器，進(jìn)行準(zhǔn)確計數(shù)，不會產(chǎn)生測量偏差，具有測量準(zhǔn)確的特點(diǎn)，并且同步帶隨次級動子同時運(yùn)動，不會產(chǎn)生測量滯后，使得測量時反應(yīng)迅速。
進(jìn)一步地，第一帶輪組和第二帶輪組分別可拆卸的固定于電機(jī)的基座前端板和基座后端板。
可拆卸的連接形式使得測量裝置維修和更換方便，且測量裝置所處的位置均為端面，能夠節(jié)省空間，避免占用次級動子的運(yùn)動空間。
進(jìn)一步地，第一帶輪組和第二帶輪組均包括帶輪座；
帶輪座包括底板和兩個固定于底板的相互平行的立板；底板上開有螺栓孔；立板上分別開設(shè)有安裝孔。
帶輪座結(jié)構(gòu)簡單，能夠滿足安裝和固定需要，同時節(jié)省空間，使得該測量裝置可以做的提交很小，節(jié)省空間。
進(jìn)一步地，第一帶輪組和第二帶輪組均包括第一軸承和第二軸承；
第一軸承和第二軸承分別安裝于帶輪座的立板的安裝孔內(nèi)。
軸承安裝于安裝孔內(nèi)，減少帶輪軸運(yùn)行轉(zhuǎn)動時的摩擦力，進(jìn)而使得帶輪軸的轉(zhuǎn)速與同步輪完全相同，使得測量結(jié)果更準(zhǔn)確。
進(jìn)一步地，帶輪軸一端安裝于第一軸承內(nèi)，另一端安裝于第二軸承內(nèi)，并伸出第二軸承外；
同步輪固定安裝于兩平行立板之間的帶輪軸上，二者之間為過盈配合。
同步輪與帶輪軸之間沒有相對運(yùn)動，使得二者之間有相同的角速度，而過盈配合的連接能夠保證該固定關(guān)系在運(yùn)行過程中，尤其是次級動子高速運(yùn)動時，這種連接關(guān)系不會被破壞。
進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)編碼器固定安裝于第一帶輪組的帶輪軸伸出第二軸承的一端上，二者之間為過盈配合。
旋轉(zhuǎn)編碼器與帶輪軸過盈配合，使得二者之間的固定關(guān)系不會在次級動子高速運(yùn)動時被破壞，保證沒有相對運(yùn)動，使得測量結(jié)果更準(zhǔn)確。
進(jìn)一步地，次級動子的左端和右端分別有凸起，所述同步帶位于次級動子的表面，由第一壓板、第二壓板緊固在直線電機(jī)次級動子的左端和右端的凸起上。
同步帶和次級動子固定在一起，二者之間沒有相對運(yùn)動，這樣就能有相同的線速度，保證測量結(jié)果準(zhǔn)確，并且不增加次級動子的慣量。
進(jìn)一步地，第一帶輪組和第二帶輪組均包括第一軸承蓋和第二軸承蓋；
第一軸承蓋可拆卸的固定于立板上，將第一軸承密封于安裝孔內(nèi)；第二軸承蓋可拆卸的固定于立板上，將第二軸承密封于安裝孔內(nèi)。
軸承屬于精密器件，若外部的塵土等進(jìn)入軸承內(nèi)，則軸承的旋轉(zhuǎn)摩擦力會增大，使得帶輪軸的旋轉(zhuǎn)不準(zhǔn)確，影響測量結(jié)果。
進(jìn)一步地，第一帶輪組通過帶輪座底板上的螺栓孔螺栓連接固定于直線電機(jī)的基座前端板上；
第二帶輪組通過帶輪座底板上的螺栓孔螺栓連接固定于直線電機(jī)的基座后端板上。
螺栓連接使得帶輪組可方便的拆卸，且?guī)л喗M損壞時可容易的拆除，而不影響電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只需更換即可正常使用。
進(jìn)一步地，同步輪為齒輪。
齒輪的外齒可增加同步帶和同步輪之間的摩擦力，使得同步帶不會打滑，也不容易從同步輪上滑落，保證同步帶和同步輪的同步運(yùn)動。
本發(fā)明的有益效果：
該位移傳感檢測裝置通過同步帶和同步輪，將高速直線位移轉(zhuǎn)換為高速旋轉(zhuǎn)位移，旋轉(zhuǎn)編碼器能夠精確測量此時的角速度，保證了直線位移傳感檢測裝置的響應(yīng)速度和檢測精度。本裝置結(jié)構(gòu)緊湊，不增加次級動子的慣量，實現(xiàn)了運(yùn)行速度高于15m/s以上的高速直線電機(jī)位移傳感檢測，通過設(shè)計旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨率和同步輪的直徑，可以適應(yīng)不同速度范圍和檢測精度的需要。
附圖說明
附圖僅用于示出具體實施例的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制，在整個附圖中，相同的參考符號表示相同的部件。
圖1是本發(fā)明的位移傳感檢測裝置在電機(jī)上的安裝位置示意圖；
圖2是本發(fā)明的位移傳感檢測裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明的位移傳感檢測裝置分解結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：1-直線電機(jī)基座、2-基座前端板、3-基座后端板、4-初級定子、5-次級動子、6-第一帶輪組、7-第二帶輪組、8-第一壓板、9-第二壓板、10-同步帶、11-旋轉(zhuǎn)編碼器；
601-帶輪座、602-帶輪軸、603-第一軸承、604-第二軸承、605-第一軸承蓋、606-第二軸承蓋、607-同步輪。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
如圖1所示，直線電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)包括直線電機(jī)基座1、基座前端板2、基座后端板3、初級定子4、次級動子5，基座前端板2和基座后端板3分別安裝固定于直線電機(jī)基座1的前端和后端，構(gòu)成封閉的空腔，兩排平行的初級定子4固定于該空腔內(nèi)，兩排平行的初級定子4之間有次級動子5，次級動子5在兩排平行的初級定子4之間，初級定子4通電后，利用初級定子4和次級動5子之間的電磁力推動次級動子5直線運(yùn)動。
本發(fā)明提供了一種電機(jī)動子高速直線位移傳感檢測裝置，包括第一帶輪組6、第二帶輪組7、第一壓板8、第二壓板9、同步帶10、旋轉(zhuǎn)編碼器11。
如圖2所示，第一帶輪組6包括帶輪座601、帶輪軸602、第一軸承603、第二軸承604、第一軸承蓋605、第二軸承蓋606、同步輪607。
帶輪座601包括底板和兩個固定于底板的相互平行的立板，底板上開有螺栓孔，用于將帶輪座601固定于直線電機(jī)的基座前端板2上，立板上分別開設(shè)有安裝第一軸承603和第二軸承604的安裝孔；第一軸承603和第二軸承604分別安裝于立板的安裝孔內(nèi)；帶輪軸602一端安裝于第一軸承603內(nèi)，并且第一軸承蓋605通過螺栓固定于立板上，將第一軸承603密封于安裝孔內(nèi)，對第一軸承605起防護(hù)的作用；帶輪軸602另一端安裝于第二軸承604內(nèi)，并伸出第二軸承604外，第二軸承蓋606通過螺栓固定于立板上，將第二軸承604密封于安裝孔內(nèi)，對第二軸承604起防護(hù)的作用；同步輪607固定安裝于兩平行立板之間的帶輪軸602上，二者之間為過盈配合，同步輪607與帶輪軸602有相同的角速度，實現(xiàn)同步旋轉(zhuǎn)。
第二帶輪組7和第一帶輪組6結(jié)構(gòu)相同，包括帶輪座601、帶輪軸602、第一軸承603、第二軸承604、第一軸承蓋605、第二軸承蓋606、同步輪607。第二帶輪組7的帶輪座601通過螺栓固定于直線電機(jī)的基座后端板3上。
旋轉(zhuǎn)編碼器11固定安裝于第一帶輪組6的帶輪軸602伸出第二軸承604的一端上，二者之間為過盈配合，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)編碼器11與帶輪軸602同步旋轉(zhuǎn)，有相同的角速度。又因同步輪607與帶輪軸602有相同的角速度，是同步旋轉(zhuǎn)，因此同步輪607、帶輪軸602和旋轉(zhuǎn)編碼器11三者有相同的角速度，是同步旋轉(zhuǎn)。
同步帶10一端套在第一帶輪組6的帶輪軸602的外圓周上，另一端套在第二帶輪組7的帶輪軸602的外圓周上，同步帶10中間部分與次級動子5接觸的部分通過第一壓板8和第二壓板9將同步帶10和次級動子5固定，使得同步帶10和次級動子5同步移動，同步帶10和次級動子5有相同的線速度。
次級動子5的左端和右端分別有凸起，同步帶10位于次級動子5的表面，由第一壓板8、第二壓板9通過螺栓分別緊固在直線電機(jī)次級動子5的左端和右端的凸起上。
可選的，同步輪607為齒輪，齒輪上外齒的存在使得同步帶10和同步輪607之間的摩擦力增加，同步帶10和同步輪607之間不易打滑，能夠保證二者之間有相同的線速度，保證測量的準(zhǔn)確性。
使用時，第一帶輪組6固定于直線電機(jī)的基座前端板2上，第二帶輪組7固定于直線電機(jī)的基座后端板3上，同步帶8安裝于第一帶輪組6和第二帶輪組7之間，且與次級動子5固定，當(dāng)次級動子5直線運(yùn)動時，同步帶8也同步運(yùn)動，二者之間有相同的線速度，同步帶8帶動同步輪607以相同的線速度旋轉(zhuǎn)，同步輪607則帶動帶輪軸602和旋轉(zhuǎn)編碼器11以相同的角速度同步旋轉(zhuǎn)，由旋轉(zhuǎn)編碼器11測量旋轉(zhuǎn)角速度，根據(jù)同步輪607的直徑可以得到次級動子5的直線運(yùn)動線速度。
該位移傳感檢測裝置通過同步帶和同步輪，將高速直線位移轉(zhuǎn)換為高速旋轉(zhuǎn)位移，旋轉(zhuǎn)編碼器能夠精確測量此時的角速度，保證了直線位移傳感檢測裝置的響應(yīng)速度和檢測精度。本裝置結(jié)構(gòu)緊湊，不增加次級動子的慣量，實現(xiàn)了運(yùn)行速度高于15m/s以上的高速直線電機(jī)位移傳感檢測，通過設(shè)計旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨率和同步輪的直徑，可以適應(yīng)不同速度范圍和檢測精度的需要。
盡管已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選的實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)地描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是在不違背本發(fā)明精神和實質(zhì)的情況下，各種修正都是允許的，它們都落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍之中。
【申請公布號： CN107576295A；申請權(quán)利人： 北京機(jī)械設(shè)備研究所; 發(fā)明設(shè)計人： 李艷明; 李旺; 康杰; 梁曉龍;】
摘要：
本發(fā)明提供了一種電機(jī)動子高速直線位移傳感檢測裝置，包括第一帶輪組(6)、第二帶輪組(7)、同步帶(10)、旋轉(zhuǎn)編碼器(11)；第一帶輪組(6)和第二帶輪組(7)均包括帶輪軸(602)和同步輪(607)；同步帶(10)一端套在第一帶輪組(6)的同步輪(607)上，另一端套在第二帶輪組(7)的同步輪(607)上，中間部分與次級動子(5)固定；旋轉(zhuǎn)編碼器(11)和同步輪(607)均固定于帶輪軸(602)上。該位移傳感檢測裝置結(jié)構(gòu)緊湊，不增加次級動子的慣量，實現(xiàn)了運(yùn)行速度高于15m/s以上的高速直線電機(jī)位移傳感檢測。
主權(quán)項：
一種電機(jī)動子高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，包括第一帶輪組(6)、第二帶輪組(7)、同步帶(10)、旋轉(zhuǎn)編碼器(11)；所述第一帶輪組(6)和第二帶輪組(7)均包括帶輪軸(602)和同步輪(607)；所述同步帶(10)一端套在第一帶輪組(6)的同步輪(607)上，另一端套在第二帶輪組(7)的同步輪(607)上，中間部分與次級動子(5)固定；所述旋轉(zhuǎn)編碼器(11)和同步輪(607)均固定于帶輪軸(602)上。
要求：
1.一種電機(jī)動子高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，包括第一帶輪組(6)、第二帶輪組(7)、同步帶(10)、旋轉(zhuǎn)編碼器(11)；
所述第一帶輪組(6)和第二帶輪組(7)均包括帶輪軸(602)和同步輪(607)；所述同步帶(10)一端套在第一帶輪組(6)的同步輪(607)上，另一端套在第二帶輪組(7)的同步輪(607)上，中間部分與次級動子(5)固定；
所述旋轉(zhuǎn)編碼器(11)和同步輪(607)均固定于帶輪軸(602)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，所述第一帶輪組(6)和第二帶輪組(7)分別可拆卸的固定于電機(jī)的基座前端板(2)和基座后端板(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，所述第一帶輪組(6)和第二帶輪組(7)均包括帶輪座(601)；
所述帶輪座(601)包括底板和兩個固定于底板的相互平行的立板；底板上開有螺栓孔；立板上分別開設(shè)有安裝孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，所述第一帶輪組(6)和第二帶輪組(7)均包括第一軸承(603)和第二軸承(604)；
所述第一軸承(603)和第二軸承(604)分別安裝于帶輪座(601)的立板的安裝孔內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，所述帶輪軸(602)一端安裝于第一軸承(603)內(nèi)，另一端安裝于第二軸承(604)內(nèi)，并伸出第二軸承(604)外；
所述同步輪(607)固定安裝于兩平行立板之間的帶輪軸(602)上，二者之間為過盈配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)編碼器(11)固定安裝于第一帶輪組(6)的帶輪軸(602)伸出第二軸承(604)的一端上，二者之間為過盈配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，次級動子(5)的左端和右端分別有凸起，所述同步帶(10)位于次級動子(5)的表面，由第一壓板(8)、第二壓板(9)緊固在直線電機(jī)次級動子(5)的左端和右端的凸起上。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，所述第一帶輪組(6)和第二帶輪組(7)均包括第一軸承蓋(605)和第二軸承蓋(606)；
所述第一軸承蓋(605)可拆卸的固定于立板上，將第一軸承(603)密封于安裝孔內(nèi)；第二軸承蓋(606)可拆卸的固定于立板上，將第二軸承(604)密封于安裝孔內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，所述第一帶輪組(6)通過帶輪座(601)底板上的螺栓孔螺栓連接固定于直線電機(jī)的基座前端板(2)上；
所述第二帶輪組(7)通過帶輪座(601)底板上的螺栓孔螺栓連接固定于直線電機(jī)的基座后端板(3)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速直線位移傳感檢測裝置，其特征在于，所述同步輪(607)為齒輪。
一種電機(jī)動子高速直線位移傳感檢測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，尤其是一種電機(jī)動子高速直線位移傳感檢測裝置。
背景技術(shù)
直線電機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動機(jī)械能的動力裝置。由于不需要中間的傳動機(jī)構(gòu)，直線電機(jī)已經(jīng)在軌道交通、工業(yè)控制、數(shù)控機(jī)床等工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。高性能的直線電機(jī)動子位移測量一般均采用帶位置傳感器的閉環(huán)控制方法，位置傳感器為直線電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)提供位置和速度反饋信號。對于長行程、高速度的直線電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)最高運(yùn)行速度高達(dá)數(shù)十米每秒，甚至數(shù)百米每秒，需要通過高可靠性、高分辨率的高速位移檢測系統(tǒng)實現(xiàn)閉環(huán)控制。目前，用于電機(jī)動子位置檢測的傳感器主要有：光電脈沖編碼器、直線光柵尺、感應(yīng)同步器、旋轉(zhuǎn)變壓器以及電渦流傳感器等?，F(xiàn)有的這些直線位移傳感器，這些直線位移傳感器的最大運(yùn)行速度不超過15m/s，在響應(yīng)速度和檢測精度上很難同時滿足這類工作場合的工作需求。而針對高于15m/s運(yùn)行速度的直線電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)，沒有精確的、相應(yīng)迅速的傳感器檢測。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電機(jī)動子高速直線位移傳感檢測裝置，解決電機(jī)動子高速直線運(yùn)動時響應(yīng)速度慢、檢測精度差的問題。
具體的，本發(fā)明提供了一種電機(jī)動子高速直線位移傳感檢測裝置，包括第一帶輪組、第二帶輪組、同步帶、旋轉(zhuǎn)編碼器；
第一帶輪組和第二帶輪組均包括帶輪軸和同步輪；同步帶一端套在第一帶輪組的同步輪上，另一端套在第二帶輪組的同步輪上，中間部分與次級動子固定；
旋轉(zhuǎn)編碼器和同步輪均固定于帶輪軸上。
同步帶隨次級動子共同移動，具有相同的線速度，而同步帶與同步輪和編碼器有相同的角速度，這種結(jié)構(gòu)形式使得次級動子的運(yùn)動形式全部傳送給編碼器，進(jìn)行準(zhǔn)確計數(shù)，不會產(chǎn)生測量偏差，具有測量準(zhǔn)確的特點(diǎn)，并且同步帶隨次級動子同時運(yùn)動，不會產(chǎn)生測量滯后，使得測量時反應(yīng)迅速。
進(jìn)一步地，第一帶輪組和第二帶輪組分別可拆卸的固定于電機(jī)的基座前端板和基座后端板。
可拆卸的連接形式使得測量裝置維修和更換方便，且測量裝置所處的位置均為端面，能夠節(jié)省空間，避免占用次級動子的運(yùn)動空間。
進(jìn)一步地，第一帶輪組和第二帶輪組均包括帶輪座；
帶輪座包括底板和兩個固定于底板的相互平行的立板；底板上開有螺栓孔；立板上分別開設(shè)有安裝孔。
帶輪座結(jié)構(gòu)簡單，能夠滿足安裝和固定需要，同時節(jié)省空間，使得該測量裝置可以做的提交很小，節(jié)省空間。
進(jìn)一步地，第一帶輪組和第二帶輪組均包括第一軸承和第二軸承；
第一軸承和第二軸承分別安裝于帶輪座的立板的安裝孔內(nèi)。
軸承安裝于安裝孔內(nèi)，減少帶輪軸運(yùn)行轉(zhuǎn)動時的摩擦力，進(jìn)而使得帶輪軸的轉(zhuǎn)速與同步輪完全相同，使得測量結(jié)果更準(zhǔn)確。
進(jìn)一步地，帶輪軸一端安裝于第一軸承內(nèi)，另一端安裝于第二軸承內(nèi)，并伸出第二軸承外；
同步輪固定安裝于兩平行立板之間的帶輪軸上，二者之間為過盈配合。
同步輪與帶輪軸之間沒有相對運(yùn)動，使得二者之間有相同的角速度，而過盈配合的連接能夠保證該固定關(guān)系在運(yùn)行過程中，尤其是次級動子高速運(yùn)動時，這種連接關(guān)系不會被破壞。
進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)編碼器固定安裝于第一帶輪組的帶輪軸伸出第二軸承的一端上，二者之間為過盈配合。
旋轉(zhuǎn)編碼器與帶輪軸過盈配合，使得二者之間的固定關(guān)系不會在次級動子高速運(yùn)動時被破壞，保證沒有相對運(yùn)動，使得測量結(jié)果更準(zhǔn)確。
進(jìn)一步地，次級動子的左端和右端分別有凸起，所述同步帶位于次級動子的表面，由第一壓板、第二壓板緊固在直線電機(jī)次級動子的左端和右端的凸起上。
同步帶和次級動子固定在一起，二者之間沒有相對運(yùn)動，這樣就能有相同的線速度，保證測量結(jié)果準(zhǔn)確，并且不增加次級動子的慣量。
進(jìn)一步地，第一帶輪組和第二帶輪組均包括第一軸承蓋和第二軸承蓋；
第一軸承蓋可拆卸的固定于立板上，將第一軸承密封于安裝孔內(nèi)；第二軸承蓋可拆卸的固定于立板上，將第二軸承密封于安裝孔內(nèi)。
軸承屬于精密器件，若外部的塵土等進(jìn)入軸承內(nèi)，則軸承的旋轉(zhuǎn)摩擦力會增大，使得帶輪軸的旋轉(zhuǎn)不準(zhǔn)確，影響測量結(jié)果。
進(jìn)一步地，第一帶輪組通過帶輪座底板上的螺栓孔螺栓連接固定于直線電機(jī)的基座前端板上；
第二帶輪組通過帶輪座底板上的螺栓孔螺栓連接固定于直線電機(jī)的基座后端板上。
螺栓連接使得帶輪組可方便的拆卸，且?guī)л喗M損壞時可容易的拆除，而不影響電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只需更換即可正常使用。
進(jìn)一步地，同步輪為齒輪。
齒輪的外齒可增加同步帶和同步輪之間的摩擦力，使得同步帶不會打滑，也不容易從同步輪上滑落，保證同步帶和同步輪的同步運(yùn)動。
本發(fā)明的有益效果：
該位移傳感檢測裝置通過同步帶和同步輪，將高速直線位移轉(zhuǎn)換為高速旋轉(zhuǎn)位移，旋轉(zhuǎn)編碼器能夠精確測量此時的角速度，保證了直線位移傳感檢測裝置的響應(yīng)速度和檢測精度。本裝置結(jié)構(gòu)緊湊，不增加次級動子的慣量，實現(xiàn)了運(yùn)行速度高于15m/s以上的高速直線電機(jī)位移傳感檢測，通過設(shè)計旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨率和同步輪的直徑，可以適應(yīng)不同速度范圍和檢測精度的需要。
附圖說明
附圖僅用于示出具體實施例的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制，在整個附圖中，相同的參考符號表示相同的部件。
圖1是本發(fā)明的位移傳感檢測裝置在電機(jī)上的安裝位置示意圖；
圖2是本發(fā)明的位移傳感檢測裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明的位移傳感檢測裝置分解結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：1-直線電機(jī)基座、2-基座前端板、3-基座后端板、4-初級定子、5-次級動子、6-第一帶輪組、7-第二帶輪組、8-第一壓板、9-第二壓板、10-同步帶、11-旋轉(zhuǎn)編碼器；
601-帶輪座、602-帶輪軸、603-第一軸承、604-第二軸承、605-第一軸承蓋、606-第二軸承蓋、607-同步輪。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
如圖1所示，直線電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)包括直線電機(jī)基座1、基座前端板2、基座后端板3、初級定子4、次級動子5，基座前端板2和基座后端板3分別安裝固定于直線電機(jī)基座1的前端和后端，構(gòu)成封閉的空腔，兩排平行的初級定子4固定于該空腔內(nèi)，兩排平行的初級定子4之間有次級動子5，次級動子5在兩排平行的初級定子4之間，初級定子4通電后，利用初級定子4和次級動5子之間的電磁力推動次級動子5直線運(yùn)動。
本發(fā)明提供了一種電機(jī)動子高速直線位移傳感檢測裝置，包括第一帶輪組6、第二帶輪組7、第一壓板8、第二壓板9、同步帶10、旋轉(zhuǎn)編碼器11。
如圖2所示，第一帶輪組6包括帶輪座601、帶輪軸602、第一軸承603、第二軸承604、第一軸承蓋605、第二軸承蓋606、同步輪607。
帶輪座601包括底板和兩個固定于底板的相互平行的立板，底板上開有螺栓孔，用于將帶輪座601固定于直線電機(jī)的基座前端板2上，立板上分別開設(shè)有安裝第一軸承603和第二軸承604的安裝孔；第一軸承603和第二軸承604分別安裝于立板的安裝孔內(nèi)；帶輪軸602一端安裝于第一軸承603內(nèi)，并且第一軸承蓋605通過螺栓固定于立板上，將第一軸承603密封于安裝孔內(nèi)，對第一軸承605起防護(hù)的作用；帶輪軸602另一端安裝于第二軸承604內(nèi)，并伸出第二軸承604外，第二軸承蓋606通過螺栓固定于立板上，將第二軸承604密封于安裝孔內(nèi)，對第二軸承604起防護(hù)的作用；同步輪607固定安裝于兩平行立板之間的帶輪軸602上，二者之間為過盈配合，同步輪607與帶輪軸602有相同的角速度，實現(xiàn)同步旋轉(zhuǎn)。
第二帶輪組7和第一帶輪組6結(jié)構(gòu)相同，包括帶輪座601、帶輪軸602、第一軸承603、第二軸承604、第一軸承蓋605、第二軸承蓋606、同步輪607。第二帶輪組7的帶輪座601通過螺栓固定于直線電機(jī)的基座后端板3上。
旋轉(zhuǎn)編碼器11固定安裝于第一帶輪組6的帶輪軸602伸出第二軸承604的一端上，二者之間為過盈配合，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)編碼器11與帶輪軸602同步旋轉(zhuǎn)，有相同的角速度。又因同步輪607與帶輪軸602有相同的角速度，是同步旋轉(zhuǎn)，因此同步輪607、帶輪軸602和旋轉(zhuǎn)編碼器11三者有相同的角速度，是同步旋轉(zhuǎn)。
同步帶10一端套在第一帶輪組6的帶輪軸602的外圓周上，另一端套在第二帶輪組7的帶輪軸602的外圓周上，同步帶10中間部分與次級動子5接觸的部分通過第一壓板8和第二壓板9將同步帶10和次級動子5固定，使得同步帶10和次級動子5同步移動，同步帶10和次級動子5有相同的線速度。
次級動子5的左端和右端分別有凸起，同步帶10位于次級動子5的表面，由第一壓板8、第二壓板9通過螺栓分別緊固在直線電機(jī)次級動子5的左端和右端的凸起上。
可選的，同步輪607為齒輪，齒輪上外齒的存在使得同步帶10和同步輪607之間的摩擦力增加，同步帶10和同步輪607之間不易打滑，能夠保證二者之間有相同的線速度，保證測量的準(zhǔn)確性。
使用時，第一帶輪組6固定于直線電機(jī)的基座前端板2上，第二帶輪組7固定于直線電機(jī)的基座后端板3上，同步帶8安裝于第一帶輪組6和第二帶輪組7之間，且與次級動子5固定，當(dāng)次級動子5直線運(yùn)動時，同步帶8也同步運(yùn)動，二者之間有相同的線速度，同步帶8帶動同步輪607以相同的線速度旋轉(zhuǎn)，同步輪607則帶動帶輪軸602和旋轉(zhuǎn)編碼器11以相同的角速度同步旋轉(zhuǎn)，由旋轉(zhuǎn)編碼器11測量旋轉(zhuǎn)角速度，根據(jù)同步輪607的直徑可以得到次級動子5的直線運(yùn)動線速度。
該位移傳感檢測裝置通過同步帶和同步輪，將高速直線位移轉(zhuǎn)換為高速旋轉(zhuǎn)位移，旋轉(zhuǎn)編碼器能夠精確測量此時的角速度，保證了直線位移傳感檢測裝置的響應(yīng)速度和檢測精度。本裝置結(jié)構(gòu)緊湊，不增加次級動子的慣量，實現(xiàn)了運(yùn)行速度高于15m/s以上的高速直線電機(jī)位移傳感檢測，通過設(shè)計旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨率和同步輪的直徑，可以適應(yīng)不同速度范圍和檢測精度的需要。
盡管已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選的實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)地描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是在不違背本發(fā)明精神和實質(zhì)的情況下，各種修正都是允許的，它們都落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍之中。
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